Discriminatori

Discriminatorul este un dispozitiv care raspunde numai la semnale de intrare cu o inaltime a pulsului mai mare decat o anumita valoare de prag. Daca acest criteriu este satisfacut, atunci discriminatorul va raspunde printr-un semnal logic la iesire. Daca inaltimea pulsului de la intrare este mai mica decat valoarea de prag, discriminatorul nu va da nici un raspuns la iesire. In general, valoarea pragului poate fi ajustata prin intermediul unui surub care se afla pe panoul principal. Este posibila de asemenea si o ajustare a largimii semnalului logic de la iesire printr-un mecanism asemanator.

Cea mai comuna utilizare a discriminatorului este pentru a elimina pulsurile de amplitudine joasa datorate zgomotului electronic provenit de la fotomultiplicator sau de la alti detectori. Pulsurile suficient de mari pentru a trece de pragul discriminatorului sunt transformate in pulsuri logice, care ulterior vor fi procesate de urmatoarele dispozitive electronice. Din acest punct de vedere, discriminatorul este un simplu convertor analog - digital.

Un important aspect al discriminatorului este metoda de triggerare. Din cauza uzurii in timp, este important ca timpul dintre sosirea pulsului de intrare si emiterea pulsului de iesire sa fie constant. La majoritatea discriminatorilor triggerarea are loc in momentul in care pulsul trece de nivelul de prag. Acest mod este cunoscut sub numele de leading edge (LE). O metoda mult mai precisa este triggerarea in fractie constanta (constant fraction CF). In aceasta metoda, semnalul logic este generat la o fractie constanta din inaltimea picului. Ideea acestei tehnici a venit din teste empirice care au aratat existenta unui nivel optim de triggerare pentru cel mai bun timp de rezolutie. In functie de tipul semnalului, acest nivel se afla la o anumita fractie din inaltimea pulsului, independent de amplitudine.

Pulsul care soseste este splitat in doua pulsuri: primul puls, , este intarziat cu un timp egal cu timpul necesar pulsului sa se ridice de la nivelul fractiei constante pana la nivelul picului, si al doilea puls este invertit si atenuat cu un factor , astfel incat sa se obtina un puls . Ulterior, cele doua pulsuri sunt sumate pentru a rezulta un puls bipolar, . Punctul in care semnalul se canceleza, cunoscut si ca punctul de trecere prin zero, este atunci la o fractie constanta din inaltimea semnalului original. TFC (tehnica fractiei constante) nu necesita la intrare un puls bipolar.

Doi parametri importanti ce masoara viteza discriminatorului sunt: rezolutia pulsului dublu si trecerea pulsului continuu (!continuous pulse train) sau rata cw.

Rezolutia pulsului dublu reprezinta cit mica poate sa fie separarea temporala intre doua pulsuri de intrare pentru care vor fi generate la iesire doua pulsuri diferite. Pentru discriminatorii rapizi, acest timp este in general de ordinul nanosecundelor. Rata cw reprezinta cea mai inalta frecventa a pulsurilor (equallz spaced pulses) care poate fi acceptata de discriminator. In discriminatorii rapizi aceasta frecventa ajunge la 200MHz.

1 Discriminatorul diferential

Analizatorul monocanal sau discriminatorul diferential este un dispozitiv care sorteaza semnalele analoage in functie de amplitudine. Spre deosebire de discriminator, discriminatorul diferential contine si un prag superior. Daca discriminatorul accepta toate pulsurile ce prezenta o valoare a amplitudinii mai mare decat nivelul pragului, discriminatorul diferential accepta doar pulsurile ale caror amplitudine este mai mare decat valoarea pragului inferior, dar care nu depaseste valoarea pragului superior. Diferenta dintre pragul superior si cel inferior se numeste fereastra. Pentru detectorii la care iesirea este proportionala cu energia, analizatorii monocanal pot fi utilizati in masuratorile de energie, fixand o fereastra mica si maturand cu aceasta intreaga inaltime a pulsului

Un discriminator diferential ofera in general trei moduri de lucru:

• modul normal sau modul diferential. In acest mod nivelul pragului inferior si cel al pragului superior pot fi ajustate independent.
• modul fereastra, in care se seteaza doar valoarea nivelului inferior si largimea ferestrei.
• modul diferential. In acest mod este complet eliminat pragul superior al analizatorului monocanal, care va functiona ca un simplu discriminator cu o valoare a pragului inferior care poate fi variata.